Projet ASCET du CSIN de l'AEN de l'OCDE sur les simulations numériques de réactions silico-alcalines des murs de contreventement

Résumé d’un document technique présenté dans le cadre de la :
25e Congrès international sur la mécanique structurale en technologie des réacteurs (SMiRT 25)
Charlotte (Caroline du Nord), États-Unis
Du 4 au 9 août 2019

Préparé par :
Nebojsa Orbovic¹, Olli Nevander² et Thambiayah Nitheanandan^1
1Commission canadienne de sûreté nucléaire
²OCDE/Agence pour l’énergie nucléaire

Résumé

La réaction silico-alcaline, un type de réaction alcali-granulat, est observée dans certaines structures en béton de l’est de l’Amérique du Nord, de l’Europe et du Japon. L’Agence pour l’énergie nucléaire a mis en place un programme de recherche international en trois phases d’évaluation des structures soumises aux pathologies du béton (ASCET). La phase I visait les recommandations générales relatives au vieillissement des structures en béton dans le contexte de la dégradation du béton, alors que les phases II et III visaient les simulations numériques de murs de contreventement dotés de la même géométrie et du même armement : trois murs en béton alcali-réactif et deux murs en béton normal. Les murs de contreventement ont tous été fabriqués et durcis dans le contexte d’un vieillissement accéléré à l’Université de Toronto, dans le cadre d’un programme de recherche de la CCSN. Le document porte sur l’établissement des valeurs de référence des simulations numériques réalisé dans le cadre des phases II et III de l’ASCET.

Neuf équipes du Canada, de la France, du Japon, de la Suède et des États-Unis ont participé à l’établissement des valeurs de référence de l’ASCET. La plupart des participants ont utilisé des logiciels commerciaux et ont modélisé la dégradation du béton alcali-réactif au moyen de différentes approches. L’établissement des valeurs de référence de la phase II de l’ASCET (2017) consistait en des simulations à l’aveugle d’essais de murs de contreventement en béton normal et en béton alcali-réactif après 995 et 975 jours de vieillissement accéléré. Afin d’étalonner les modèles numériques, le comité organisateur a fourni aux participants les résultats des essais sur le béton normal et le béton alcali-réactif après 260 et 240 jours de vieillissement accéléré. À la phase III, le comité organisateur a fourni aux participants toute l’information disponible sur les quatre murs mis à l’épreuve ainsi que les résultats de la mise à l’essai d’un mur en béton alcali-réactif après 610 jours de vieillissement accéléré. Tous les murs ont été soumis, au moyen du même protocole, à une charge cyclique d’une amplitude de plus en plus élevée jusqu’à la défaillance des murs.

La capacité de cisaillement maximal (ultime), les modes de défaillance, les types de fissures, la ductilité structurelle et la dissipation de l’énergie ont été pris en compte dans l’établissement des valeurs de référence. Voici les constatations du programme d’essai : 1) la réaction silico-alcaline n’a pas eu d’incidence sur la capacité de cisaillement ultime et 2) la ductilité structurelle et l’absorption d’énergie (amortissement d’hystérésis) ont été considérablement réduites. Tous les participants ont pu simuler la capacité ultime des murs. Toutefois, les simulations des modes de défaillance, des types de fissures, de la ductilité structurelle et de la dissipation de l’énergie n’ont pas généré d’aussi bons résultats. Le document présente les conclusions des simulations numériques et les recommandations connexes en vue de réaliser ce type d’analyse structurale.

our obtenir une copie du document correspondant au résumé, communiquez avec nous à cnsc.info.ccsn@cnsc-ccsn.gc.ca ou en composant le 613 995 5894 ou le 1 800 668 5284 (au Canada). Veuillez fournir le titre et la date du résumé.